在导体与绝缘体实验中引入DIS微电流传感器

“导体和绝缘体”是小学科学的经典内容之一。一般涉及绝缘体和导体“互变”的知识,即物体是否表现出导电性,取决于自身属性及其所处的外部环境,以及如何保证安全用电。受限于测量手段,笔者长期以来一直没能设计出适合上述教学内容的实验,因此教学中也只能对学生说说而已,没能让学生们“眼见为实”。

绝缘监测用高精度微电流传感器研究

一种用于绝缘在线监测的穿心式高精度微电流传感器。通过电子电路对激磁电流的跟踪和自动补偿,使传感器近似工作在“零磁通”状态。对传感器的性能测试表明,补偿收到了良好效果,角差稳定在±1.5分以内,比差小于千分之一。

基于零磁通原理的微电流传感器的研究

为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行相位和幅值补偿,信号处理电路用于实现对二次侧输出的微弱信号进行调理,放大。通过搭建实验平台,实验结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量μA级到m A级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。

基于标准电流注入的钳式微电流传感器在线定标方法

钳式微电流传感器具有工程安装方便的优点,在电气设备绝缘监测中应用广泛。由于安装过程中开口气隙的不一致,加之野外运行温差较大造成信号处理电路温漂和参数变化,致使在实验室严格调试的高精度微电流传感器,运行时会产生较大误差,并且各个传感器的变比也会偏离设计值。为此,提出了基于标准电流注入的微电流传感器在线定标方法,运行时在原边注入1个标准的定标电流信号,该信号的频率应避开传感器工作电流所含有的工频和一定幅值的谐波频率;然后从传感器信号处理电路的输出端得到定标信号,进而计算实际标度,根据此标度就可计算出实际泄漏电流。实验得到的传感器精度可以达到±0.05%,实验室和现场实验验证了提出方法的有效性和准确性。

基于Simulink的零磁通微电流传感器的仿真与实验

根据零磁通补偿原理,基于Simulink平台建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型。为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。该模型中的补偿单元采用有源与无源相结合的方法对对输出电流进行相位和幅值补偿。通过对仿真结果的分析,证明了该模型的正确性和有效性。并根据模型研制出了一种零磁通微电流传感器,对其误差进行测量。结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量微安级到毫安级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。

MnZnFeO体环形磁芯微电流传感器的研究

利用MnZnFeO体环形磁芯作为敏感材料,设计了一种采用单磁芯双绕组结构,高稳定性电压源供电,多谐振荡桥新型非接触型电流传感器及其信号处理电路。分析了传感器的工作原理,对传感器信号处理电路进行了参数设计计算,对测量结果进行了分析。通过对电路参数的优化设计,提高了传感器的分辨力、线性度及灵敏度。

绝缘测量用微电流传感器研究

对用于绝缘泄漏电流测量用微电流传感器的误差进行了详细分析 ,讨论了减少其误差的方法 ,并给出了一种改善其非线性的方法 。

FeCuNbSiB单纳米晶环形磁心双绕组新型微电流传感器

经炉内绝热退火法制得的纳米晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9环形磁心,由于内应力及磁致伸缩系数的减小,使其具有高的磁性能温度稳定性及高的磁灵敏性。利用纳米晶合金材料作为敏感材料,提出了采用单纳米晶磁心双绕组结构、多谐振荡桥励磁的对微电流进行非接触测量的新型电流传感器。分析了传感器的工作原理,并利用傅里叶变换对桥路输出信号进行了分析。通过对电路参数的优化,研制出线性量程为±250 mA、带宽为DC～1.6 kHz的电流传感器。对直流电流给出了测试结果。传感器的非线性误差小于O.5％,在信号处理电路放大系数为l时,其灵敏度可达1.11 mV/mA;温度为-15℃～50℃、电流为250 mA时的温漂小于O.03％/℃,电流为O mA的温漂小于0.01％/℃;25℃环境下3 h测得传感器零漂小于0.02％(满量程)。此外,传感器可判定直流电流流向,并可在桥路电源变化时,其灵敏度保持很好的稳定性。

高频微电流传感器仿真的研究

根据罗哥夫斯基线圈型电流传感器的基本原理,建立了高频微电流传感器的等效模型,用Saber仿真软件分析电流传感器各参数对其频率特性的影响。找出最佳的参数选择方法,为电气设备局部放电在线监测用传感器的设计和制造提供理论依据。

基于FPGA的微电流传感器相位差自校正系统

微电流传感器是提取弱电流信号的关键设备,但在实际应用中由于温度、湿度、现场强电磁干扰、冲击电流、运行时间漂移等因素会使其相位特性发生变化,从而给对相位敏感的应用带来很严重的影响,比如表征电力设备绝缘状况的重要特征量——介质损耗tanδ的测量。文中引入负熵极大的FastICA算法,利用现场可编程门阵列(FPGA)设计实现了一种微电流传感器相位差自校正系统。设计中采用单精度浮点数运算单元,并针对算法的特点对硬件结构进行了优化。实验结果表明,所设计系统的测量精度、速度、抗噪声能力以及抗频漂能力满足工程要求。

基于微电流传感器的静电感应起电机实验

基于静电感应起电机的工作原理,分析了两电刷杆垂直时产生最大电量的原因,并给予了合理的解释.同时利用微电流传感器对静电感应起电机产生的电量进行了定性和定量的研究.

应用微电流传感器记录牛蛙坐骨神经动作电位

上海高中生命科学教材第五章第二节＂神经系统中信息的传递和调节＂是教学中的一个难点,这部分内容概念多,感性认识少,知识抽象,特别是涉及生物电信号在神经元上传导的相关内容,教材并未设置实验,学生在日常生活中也完全观察不到相关现象,并不一定能真正理解。本节教材设置的实验＂观察牛蛙的脊髓反射现象＂实验操作相对简单,对实验结果的分析也不困难，不管学生还是教师都有时间进一步探究，所以笔者设想可以在完成教材实验规定内容的基础上增加对牛蛙坐骨神经动作电位进行观察记录的内容。

毛细管电泳中的微电流电化学（安培法）传感器

介绍一种 微电流传感器，由它组成的毛细管电泳仪灵敏度高、设备简单，造价低廉，是生化，医学分析中的首选仪器。

从模型进阶到素养发展——以原电池的再认识为例

本文以原电池的再认识为例,通过紧密联系的任务驱动,结合实验证实或证伪,以模型进阶为线索,“建模、评模、优模”逐步深化认识单液原电池、盐桥型原电池、隔膜型原电池和新型膜电池。“画模”有助于将学生的隐性思维显性化,显性知识结构化。“用模”实现认识方式的自觉内化,从理解走向创造,在体验中发展学生的化学核心素养。

基于DSP的高压电气设备绝缘在线监测系统设计

为满足电网对高压电气设备绝缘监测的要求,设计了基于数字信号处理(DSP)的分布式绝缘在线监测系统。采用基于控制器局域网(CAN)现场总线的3层分布式系统结构,解决了集中式在线监测系统模拟信号长距离传输带来的问题。设计了以DSP和高精度AD为核心的现场信号采集单元,集信号调理、数据采集、CPU控制、算法处理、CAN总线通信于一体。系统采用"零磁通微电流传感器"采集信号,使相位测量误差控制在±0.01°以内。阐述了系统软、硬件的具体实现方法,软件采用模块化设计,将系统按功能模块化划分。

“中学DIS创新物理实验与STS研究”一例

“DIS实验”是运用现代信息技术手段进行实验的简称，它与传统实验一样，能紧扣实验原理，且DIS实验能使传统物理实验得到补充、扩展和创新。本文通过介绍与STS紧密联系的利用DIS“微电流传感器”测手机辐射的创新实验，旨在说明“中学DIS创新物理实验与STS研究”可以给学生做更多实验、提高素质和培养能力的机会，是推行素质教育的需要。

一种矿用高压电缆介质损耗在线检测系统的设计

针对现有的煤矿井下高压电缆介质损耗离线式检测方法存在耗时耗力、检测精度易受环境影响的问题,设计了一种测量电缆接地线微弱接地电流的微电流传感器,并利用该传感器设计了一种基于过零点法的矿用高压电缆介质损耗在线检测系统;介绍了该在线检测系统的组成和在线检测原理。仿真及实验结果表明,该系统性能稳定、测量精度高、抗干扰能力强,能够准确地在线测量高压电缆的介质损耗。

基于光纤微电流传感技术的劣化绝缘子检测

针对目前高压输电线路上绝缘子发生劣化不易检测的问题,提出一种基于MEMS光纤微电流传感技术的绝缘子劣化检测方法。首先建立带电绝缘子串仿真模型,得到绝缘子串微电流与其周围弱磁场关系,又研究了绝缘子劣化时微电流变化规律,最后利用MEMS光纤传感器检测绝缘子串周围磁场,可实现对绝劣化绝缘子的无接触式检测,通过实验分析与计算,验证了该方法具有很好的精度,为劣化绝缘子检测提供了一种新的和安全的方式。

基于NB-IoT的线路避雷器广域在线监测系统的研究

统计某地区的落雷次数、监测避雷器运行状态对高压线路的改进、避雷措施的优化等具有重大意义。文章研究的监测系统基于NB-IoT通信技术,在巡检人员难以到达的偏远地区亦能建立起由监测单元构建的监测广域网络,监测设备的电路与处理器将采集线路避雷器的动作次数与避雷器泄漏电流并加以分析,并通过NB模块将数据上传,利用在线平台进行存储与收发,用户可在配套搭建的网站或APP上实时查询监测信息,远端监控避雷器的运行状态。该系统在低功耗运行、远距离数据传输等方面做出了优化,更适用于实际使用。

基于数字化实验的原电池研究

人教版高中化学教材的必修2和选修4中都有关于原电池原理的内容,分别介绍了单液原电池和双液原电池的工作原理。借助数字化实验装置,利用微电流传感器探究了两种原电池装置,丰富了课堂教学。